DCS(分布式控制系统)的历史

发布网友发布时间：2024-10-07 07:38

共1个回答

热心网友时间：2024-11-02 19:16

分布式控制系统（DCS）是一种用于控制制造系统、过程或动态系统的先进控制系统。DCS通过分布在整个系统中的控制器元素，实现了对不同组件子系统高效控制。控制器通常由定制设计的处理器和专有互连及通信协议组成，输入和输出模块为其关键组成部分，负责接收、处理及传输信息。DCS广泛应用于连续或批量制造过程，如炼油、石化、制药、食品加工、水泥生产、炼钢、造纸等领域，通过连接传感器和执行器，实现对工厂物料流动的设定点控制。

DCS的核心是功能块，它实现了从早期“表驱动”软件直接数字控制（DDC）概念的演变，可以模拟硬件控制组件，并执行关键过程控制任务，如PID算法。功能块支持面向对象软件的早期实施，提供了数字替代品，用于模拟传统模拟控制器和配电盘显示器的功能。

DCS的早期发展可以追溯到20世纪60年代，当时小型计算机开始用于控制工业过程。随着时间的推移，DCS逐渐发展成为现代工厂自动化的核心组成部分，带来了分布式智能和计算机在过程控制中的重要角色。然而，在20世纪80年代，DCS仍被视为基本过程控制的数字替代品，缺乏统一的工厂资源需求覆盖范围和开放性。

为解决这一问题，20世纪80年代出现了开放性的尝试，采用UNIX操作系统和以太网技术，为过程工业提供了实现开放性的方法。这导致了基于以太网的网络技术的采用，并促进了对象管理和全局数据访问技术的发展。这一时期的DCS供应商开始采用这些技术，如Foxboro在1987年推出的I/A系列系统。

20世纪90年代，商用现货（COTS）组件和IT标准的广泛应用进一步增强了DCS的开放性。微软的操作系统和OLE（OPC）技术的引入推动了DCS与互联网的整合，使得大多数DCS人机界面支持互联网连接。这一时期还见证了现场总线技术的发展，用于过程自动化应用中的数字通信，替代了传统的4-20毫安模拟通信。

随着COTS组件的广泛应用，DCS供应商转向采用标准化组件，大幅降低了成本，提高了最终用户的价格竞争力。一些供应商，如罗克韦尔自动化和西门子，利用其在制造控制硬件方面的专业知识，开发了成本效益高的DCS系统，提高了系统的稳定性、可扩展性和功能性。

DCS供应商推出了基于最新通信和IEC标准的新一代系统，将PLC和DCS的传统概念/功能融合为一体，形成统一的“过程自动化系统”。这些系统之间的差距主要体现在数据库完整性、预工程功能、系统成熟度、通信透明度和可靠性方面。尽管成本相对稳定，但自动化业务的现实情况往往依赖于战略性决策。

硬件组件的生命周期通常长达15至20年，给更换市场带来了挑战。许多在20世纪70年代和80年代安装的旧系统至今仍在使用。未来，DCS技术将继续发展，以适应不断变化的工业需求，提供更高效、更可靠、更集成的自动化解决方案。